Die Rolle des Elektroautos im Solarzeitalter

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1 Die Rolle des Elektroautos im Solarzeitalter Tomi Engel Bad Herrenalb

2 Elektromobilität

3 Elektromobilität Warum?

4 Klimawandel? Fahrspaß? Luftreinhaltung? Technologischer Durchbruch? Warum?

5 Nobuo Tanaka Chef der IEA Eigentlich ist das hier eine Wirtschaftskonferenz, bei der es doch nur um den schon längst fälligen Umbau unseres Energiesystems geht." Quelle: Spiegel Online, Bericht aus Kopenhagen - COP15

6 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

7 stellung auf Erdgas? Mrd m Fossile Struktur - 3 Sektoren 3 History Prediction Mb/Tag Erdgas Importe aus Russland, Nordafrika (konst bis 2020 Ab % p.a.) Deutschland) Italien 50-70% Verlust durch Abwärme Niederlande UK LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025 Norwegen Ölproduktion außerhalb der OPEC Erdöl Mexiko 04 Vietnam 04 Dänemark 04 USA-Tiefsee 03 Jemen 01 Norwegen 01 Oman 01 Australien 2000 Großbritannien 99 Ekuador 99 Kolumbien 99 Venezuela 98/68 Argentinien 98 Malaysia 97 Gabun 97 Syrien 95 Indien 95 Ägypten 93 Alaska 89 Indonesien Rumänien Kanada (konv.) 74 USA (48 Staaten) 70 Ukraine 70 Deutschland 67 Österreich % Verlust durch Abwärme Quelle: LBST GmbH - Stand Russische Föd. 07 Nigeria 05 Strom Wärme Verkehr Jahr

8 Ölproduktion außerhalb der OPEC Mb/Tag Russische Föd. 07 Nigeria 05 Mexiko 04 Vietnam 04 Dänemark 04 USA-Tiefsee 03 Jemen 01 Norwegen 01 Oman 01 Australien 2000 Großbritannien 99 Ekuador 99 Kolumbien 99 Venezuela 98/68 Argentinien 98 Malaysia 97 Gabun 97 Syrien 95 Indien 95! Ägypten 93 Alaska 89 Indonesien Rumänien Kanada (konv.) 74 USA (48 Staaten) 70 Ukraine 70 Deutschland 67 Österreich 55 Jahr Quelle: LBST GmbH - Stand

9 Christophe de Margerie CEO von Total Wenn wir jetzt nicht investieren kann es in den Jahren zu einem Mangel an Angebot führen." Quelle: BBC Interview, , AFP/Getty Images

10 Fatih Birol Chefökonom der IEA Der Rückgang der Erdölproduktion der 800 größten Ölfelder liegt nicht wie angenommen bei 3,7% sondern bei 6,7%" Quelle: The Guardian, ,

11 Das große Bild 2% Wachstum Peak im Jahre 2008 ± 3 2% Rückgang

12 Das große Bild 2% Wachstum Bei 84 Mb/d wären 2% ein jährlicher Fehlbetrag von ca. 1,7 Mb pro Tag 2%?4% Rückgang

13 Was genau sind 1,7 Millionen Fass Öl pro Tag? 100 Millionen Tonnen Öl pro Jahr Vom Erdölverbraucher zum Solarbürger... der gesamte Ölverbrauch Deutschlands 100 Atomkraftwerke... ein viertel aller AKWs dieser Welt 30 Millionen Hektar Wald... dreimal mehr als die gesamte deutsche Waldfläche 100 Millionen Hektar Raps... sechs mal mehr als die gesamte deutsche Landwirtschaftsfläche

14 Was genau sind 1,7 Millionen Fass Öl pro Tag? Vom Erdölverbraucher zum Solarbürger

15 Was genau sind 1,7 Millionen Fass Öl pro Tag? Vom Erdölverbraucher zum Solarbürger Moderne Erdölproduktion

16 Was genau sind 1,7 Millionen Fass Öl pro Tag? Vom Erdölverbraucher zum Solarbürger in nur drei Jahren verschwanden hier umgerechnet 30 bis 100 Mio. ha Energie

17 Was genau sind 1,7 Millionen Fass Öl pro Tag? Vom Erdölverbraucher zum Solarbürger in nur drei Jahren verschwand hier der gesamte Erdölbedarf der Bundesrepublik (rund 100 Mio. t/jahr)

18 Fatih Birol Chefökonom der IEA Wir sagen den Regierungen dieser Welt, dass der Energiepfad, auf dem wir uns befinden, nicht nachhaltig ist." Quelle: The Guardian, ,

19 Fossile Mobilität... ist das größte, gesellschaftliche Projekt auf dem Gebiet der Sondermüllentsorgung!

20 Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

21 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme Verkehr

22 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke 50-70% Verlust durch Abwärme?? Verkehr

23 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

24 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom

25 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien

26 Ausbauziele der Erneuerbaren Energien Ziel 2020: 47%! EE-Strom 1. Mio E-Mobile 2 TWh

27 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

28 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Langzeitspeicher: Biomasse

29 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid

30 Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Stichwort Smart! Grid Vehicle Strategie Kurzzeitspeicher: Batterie

31 Elektroautos... als "rollende Kraftwerke"? Quelle: Scientific American, 18 April 1903 (gefunden von C. Dürschner)

32 Elektroautos...

33 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) Bolloré BlueCar Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 250 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:!? Status:! Prototyp

34 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = 10 kwh "fahren" (80 km)

35 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) = kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen)

36 Elektroautos kwh (300 kg, 45 kwpeak, 410 V) 250 km = kwh "fahren" (80 km) "tanken" (für morgen) "reserve" (für???)

37 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 45 Mio. PKW 30 kwh = kwh Ladeleistung: (300 kg, 45 kwpeak, 4101 V) phasig 3 phasig "reserve" 2 kw 20 kw 10 kw

38 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 30 kwh = kwh Ladeleistung: (300 kg, 45 kwpeak, 4101 V) phasig 3 phasig 45 Mio. PKW * 10 kw = 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) "reserve" 2 kw 20 kw 10 kw

39 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher 30 kwh Ladeleistung: (300 kg, 45 kwpeak, 4101 V) phasig 3 phasig 45 Mio. PKW * 10 kw = 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 45 Mio. PKW * 10 kwh = 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) 2 kw 20 kw 10 kw

40 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW täglich ca GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw

41 Elektroautos... als rollende Pumpspeicher max. 80 GW täglich ca GWh 450 GWpeak (potentielle Regelenergieleistung) 450 GWhpeak (potentielle Speicherkapazität) Ladeleistung: 2 kw 1 phasig 3 phasig 20 kw 10 kw

42 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern die Fahrzeuge ihren Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmen. Smart Charging Std.

43 Smart Grid Vehicles können... das Stromnetz stabilisieren... sofern das Fahrzeug seinen Ladevorgang intelligent auf das Stromangebot abstimmt. Smart Charging Std. Energieüberschüsse "verschieben"... und reduzieren somit den Bedarf an Bioenergie im Stromsektor. Smart Grid Services

44 Merke! Elektromobile passen optimal zu Erneuerbaren Energien!

45 Aber... Elektroautos... die sind doch viel schwerer und damit ineffizienter!?

46 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom

47 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) 1090 kg 13 kwh/100 km

48 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg 1090 kg 13 kwh/100 km

49 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Braunkohle Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg + 25 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 156 g CO2/km (bei 1200 g/kwh Strom - WTW)

50 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Steinkohle Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg - 14 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 117 g CO2/km (bei 900 g/kwh Strom - WTW)

51 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin DE-Mix Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg - 45 g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 84 g CO2/km (bei 650 g/kwh Strom - WTW)

52 Ein reales Beispiel: Mitsubishi i Benzin Grüner Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 900 kg 53 kwh/100 km 131 g CO2/km (114 g + 15% Emissionen in der Vorkette - WTW) kg g/km 1090 kg 13 kwh/100 km 4 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)

53 Ein reales Beispiel: Twike vs. Mitsubishi i EV Leichtbau mit Öko-Strom Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 240 kg kg 4 kwh/100 km - 9 kwh 1 g CO2/km (bei 30 g/kwh Öko-Strom - WTW) 1090 kg 13 kwh/100 km 4 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)

54 Ein reales Beispiel: Twike vs. E-Bike Leichtbau mit Öko-Strom Öko-Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 240 kg 4 kwh/100 km 1 g CO2/km (bei 30 g/kwh Öko-Strom - WTW) kg - 3 kwh 20 kg 1 kwh/100 km 0,3 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW)

55 Ein reales Beispiel: Touringrad vs. E-Bike Nahrungsmittel Öko-Strom Gewicht: Verbrauch: WTW-Emissionen: 15 kg 2,5 kwh/100 km +1,5 kwh 36 g CO2/km (beim deutschen Ernährungs-Mix - WTW) - 5 kg 20 kg 1 kwh/100 km 0,3 g CO2/km (bei 30 g/kwh Strom - WTW) Quelle: Vortrag zur IFMA "Energieverbrauch und CO2-Bilanz von Pedelecs"

56 Aber... Wir müssen doch Strom sparen... und jetzt auch noch mit Strom Auto fahren!?

57 Merke! Nicht Strom sparen, sondern Ressourcen sparen!

58 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) PKW (22 kwh/100 km) Strom (5,2 MWh) GuD Kraftwerk (! = 50%) Erdgas (10,4 MWh) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb

59 Elektrische Mobilität Szenario: Erdgas-Auto Szenario: Elektroauto plus Erdgas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km

60 Elektrische Mobilität Szenario: Biogas-Auto Szenario: Elektroauto plus Biogas-Kraftwerk Erdgas (10,4 MWh) PKW (89 kwh/100 km) ( km) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas ( km) Strom (5,2 MWh)... ist Resourceneffizienz für Kohlenwasserstoffe. PKW (22 kwh/100 km) GuD Kraftwerk (! = 50%) Quelle: Verbrauchswerte im "kombinierten" Betrieb Erdgas (10,4 MWh) Input: 10,4 MWh Erdgas Output: km Biogas

61 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

62 Well-to-Wheel Vergleich pro Hektar Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Treibstoffertrag (in kwh/ha * a) Energiebedarf (in kwh/100 km) Versorgte PKWs (bei km/a) ,5 4,3 4,3 Quelle: Eigene Berechnungen

63 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch

64 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt

65 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Land Industrie... weil regional... weil schadstoffarm Stadt... weil effizient

66 Kraftstoffstrategie der Effizienz Ölpflanzen Biogas BtL Solarelektrisch Langstrecke Kurzstrecke Land Industrie Stadt Flächeneffizienz Faktor 20-50!... weil regional... weil schadstoffarm... weil effizient

67 Elektromobilität

68 Elektromobile... mit Kabel

69 Elektromobile... mit Kabel ohne

70 Elektromobile... mit Kabel ohne Räder

71 Elektromobile... mit Kabel ohne n Millionen im Einsatz

72 Elektromobile... mit Kabel ohne

73 Elektromobile... mit Kabel ohne

74 Elektromobile

75 Elektromobile

76 3,94 m Quelle:

77 Tesla Roadster Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 200 km/h Reichweite:! 400 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! US Status:! Kleinserie 3,94 m Quelle:

78

79 Modec LKW Zuladung:! Geschwindigkeit:! Reichweite:! Antrieb:! Vermarktung:! Status:! 2000 kg 80 km/h min. 160 km Elektro England Kleinserie

80 4,45 m

81 Toyota PHEV Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 160 km/h Reichweite (EV-Mode):! 20 km Antrieb:! Plug-In-Hybrid Vermarktung:! weltweit? Status:! Feldtest 4,45 m

82 Quelle: Project Better Place

83 Renault-Nissan-PBP Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite (EV-Mode):! 150 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Israel,... Status:! Prototypen Quelle: Project Better Place

84 3,39 m

85 Mitsubishi i-ev Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Japan Status:! Feldtest 3,39 m

86 4,44 m

87 Nissan LEAF Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 140 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Japan Status:! Vorserie 4,44 m

88 3,12 m Quelle:

89 Th!nk City Personen:! 2 (+2) Geschwindigkeit:! 100 km/h Reichweite:! 180 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! (NO-UK) Status:! Kleinserie 2,99 m Quelle:

90 3,54 m Quelle: MES-DEA und

91 MES-DEA Panda Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 110 km/h Reichweite:! 120 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Schweiz Status:! Kleinserie 3,54 m Quelle: MES-DEA und

92

93 Pininfarina B 0 Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 250 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:!? Status:! Prototyp

94 3,35 m Quelle: DuraCar -

95 DuraCar Quicc! Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 120 km/h Reichweite:! 150 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! Europa? Status:! Kleinserie 3,35 m Quelle: DuraCar -

96 Quelle: auto.pege.org

97 BYD F3DM Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 160 km/h Reichweite (EV-Mode):! 100 km Antrieb:! Plug-In-Hybrid Vermarktung:! China? Status:! Prototyp Quelle: auto.pege.org

98 E-Fahrzeuge aus dem deutschen Mittelstand... CityEl Twike Fräger EV CitySax EcoCarrier

99 Elektromobilität... löst morgen nicht alle Probleme, aber wir müssen heute anfangen, damit wir über-über-über-morgen 100% Erneuerbar sein können.

100 Tomi Engel

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